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무인기용 터보프롭 엔진의 GUI기반 온라인 상태감시 및 진단프로그램 개발에 관한 연구

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Author(s)
김건우
Issued Date
2011
Abstract
Recently, an aero gas turbine health monitoring system has been developed for precaution and maintenance action against faults or performance degradations of the advanced propulsion system which occurs in severe environments such as high altitude, foreign object damage particles, hot and heavy rain and snowy atmospheric conditions. However to establish this health monitoring system, the on-line condition monitoring program is firstly required, and the program must monitor the engine performance trend through comparison between measured engine performance data and base performance results calculated by base engine performance model.
This work aims to develop a GUI type on-line condition monitoring program for the PT6A-67 turboprop engine of a high altitude and long endurance operation UAV using LabVIEW. The base engine performance of the on-line condition monitoring program is simulated using component maps inversely generated from the limited performance deck data provided by engine manufacturer. The base engine performance simulation program is evaluated because analysis results by this program agree well with the performance deck data. The proposed on-line condition program can monitor the real engine performance as well as the trend through precise comparison between clean engine performance results calculated by the base performance simulation program and measured engine performance signals. In the development phase of this monitoring system, a signal generation module is proposed to evaluate the proposed on-line monitoring system. For user friendly purpose, all monitoring program are coded by LabVIEW, and monitoring examples are demonstrated using the proposed GUI type on-condition monitoring program.
Alternative Title
Development of GUI based On-line Condition Monitoring and Diagnostic Program for a UAV's Turboprop Engine Using
Alternative Author(s)
Kim, Keon Woo
Affiliation
조선대학교 일반대학원
Department
일반대학원 항공우주공학과
Advisor
공창덕
Awarded Date
2011-08
Table Of Contents
제 1 장 서 론 1
제 1 절 개 요 1
제 2 절 연구배경 4
1. 성능모사 연구 동향 4
2. 상태진단 연구 동향 7
제 3 절 연구내용 및 범위 11

제 2 장 이론 및 수학적 배경 12
제 1 절 성능해석 및 알고리즘 12
제 2 절 상태감시 및 진단 기법 14
1. 퍼지로직 15
2. 신경회로망 16
제 3 절 GUI(Graphic User Interface) 17

제 3 장 연구대상 엔진 18
제 1 절 개 요 18
제 2 절 운영영역 및 설계점 성능 19

제 4 장 GUI기반 온라인 상태감시 LabVIEWⓇ 프로그램 21
제 1 절 개 요 21
1. 입․출력 인터페이스 21
가. 프로그램 입력 22
나. 프로그램 출력 22
제 2 절 온라인 상태감시 프로그램 23
1. 기준 엔진 성능모델 23
가. 주요 구성품 모델링 24
(1) 대기조건 및 흡입구(Ambient & Intake) 24
(2) 압축기(Compressor) 25
(3) 연소기(Combustor) 26
(4) 압축기 터빈(Compressor Turbine) 27
(5) 동력 터빈(Power Turbine) 28
(6) Subsystem 28
① Gas Property 28
② Component Map Search 30
2. 가상 엔진계측 신호생성 모듈 모델링 31
3. 엔진 계측데이터 통신 모듈 모델링 32
4. 온라인 상태감시 프로그램 검증 34
가. 기준엔진 성능해석 34
(1) 고도 변화에 따른 성능해석 34
(2) 비행 마하수에 따른 성능해석 38
나. 가상 엔진 계측데이터를 이용한 상태감시 41
다. 실제 엔진 계측데이터 통신을 이용한 상태감시 43

제 5 장 GUI기반의 상태진단 LabVIEWⓇ 프로그램 47
제 1 절 개 요 47
1. 퍼지-로직을 이용한 손상 구성품 식별 기법 48
2. 구성품 손상의 정량적 진단을 위한 신경회로망 설계 및 훈련 50
제 2 절 상태진단 프로그램 구성 및 검증 52

제 6 장 결 론 59

참 고 문 헌 60

부 록 64
Degree
Master
Publisher
조선대학교
Citation
김건우. (2011). 무인기용 터보프롭 엔진의 GUI기반 온라인 상태감시 및 진단프로그램 개발에 관한 연구.
Type
Dissertation
URI
https://oak.chosun.ac.kr/handle/2020.oak/9132
http://chosun.dcollection.net/common/orgView/200000241939
Appears in Collections:
General Graduate School > 3. Theses(Master)
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  • AuthorizeOpen
  • Embargo2011-08-12
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